eso1832nb — Pressemelding

Et glødende univers

MUSE-spektrografen avslører at nesten hele himmelen i det tidlige universet gløder med Lyman-alfa-stråling

1. oktober 2018

Observasjoner gjort med MUSE-spektrografen på ESOs Very Large Telescope har avdekket store kosmiske reservoarer av atomært hydrogen som omgir fjerne galakser. Den utsøkte følsomheten til MUSE tillater direkte observasjoner av svake skyer av hydrogen som gløder med Lyman-alfa-stråling i det tidlige universet. Observasjonene avslører at nesten hele natthimmelen gløder med en usynlig glød.

En uventet overflod av Lyman-alfa-stråling i området av himmelen kalt Hubble Ultra Deep Field (HUDF) ble oppdaget av et internasjonalt team av astronomer som brukte MUSE-instrumentet på ESOs Very Large Telescope (VLT). Den oppdagede strålingen dekker nesten hele synsfeltet. Dette har teamet ekstrapolert til å bety at nesten hele himmelen må være full av en usynlig glød fra Lyman-alfa-stråling fra det tidlige univers [1].

Astronomer har lenge vært vant til at himmelen ser veldig annerledes ut i forskjellige bølgelengder, men mengden av den observerte Lyman-alfa-strålingen var fortsatt overraskende. «Å innse at hele himmelen lyser i optisk lys når man observerer Lyman-alfa-stråling fra fjerne skyer av hydrogen var en øyeåpnende overraskelse», forklarte Kasper Borello Schmidt, medlem av teamet av astronomer bak dette resultatet.

«Dette er en stor oppdagelse!», la teammedlem Themiya Nanayakkara til. «Neste gang du ser på den måneløse nattehimmelen og ser stjernene, forestill deg den usynlige gløden av hydrogen – den første byggeklossen i universet – som lyser på hele natthimmelen.»

HUDF-området som er observert, er et ellers et lite bemerkelsesverdig område i stjernebildet Fornax (Smelteovnen) som ble berømt da det ble kartlagt av NASA/ESA Hubble-romteleskopet i 2004. Hubble brukte mer enn 270 timer dyrebar observasjonstid på å se dypere enn noen gang tidligere inn i dette området av rommet.

HUDF-observasjonene avslørte tusenvis av galakser spredt over det som syntes å være et mørkt område av himmelen, noe som gir oss et inntrykk av det enorme omfanget av galakser som finnes i universet. Nå har de fremragende evnene til MUSE gjort det mulig for oss å kikke enda dypere. Påvisning av Lyman-alfa-stråling i HUDF er første gang astronomene har kunnet se denne svake strålingene fra gasskyene rundt de tidligste galaksene. Dette komposittbildet viser Lyman-alfa-strålingen i blått som er lagt oppå det ikoniske HUDF-bildet.

MUSE, instrumentet bak disse siste observasjonene, er en toppmoderne spektrograf installert på Unit Telescope 4 av VLT ved ESOs Paranal Observatory [2]. Når MUSE ser på himmelen, ser den fordelingen av bølgelengder i lyset som treffer hver piksel i detektoren. Å se på hele spektrumet av lys fra astronomiske objekter gir oss dyp innsikt i de astrofysiske prosessene som forekommer i universet [3].

«Med disse MUSE-observasjonene får vi et helt nytt bilde av de diffuse gass-kokongene som omgir galakser i det tidlige univers», sa Philipp Richter, et annet medlem av teamet.

Det internasjonale teamet av astronomer som gjorde disse observasjonene har foreløpig identifisert prosessen som forårsaker at disse fjerne hydrogenskyene sender ut Lyman-alfa-stråling, men den presise årsaken forblir et mysterium. Men ettersom denne svake gløden antas å være svært utbredt på nattehimmelen, forventes det at fremtidig forskning vil kaste lys over strålingens opprinnelse.

«I fremtiden planlegger vi å gjøre enda mer følsomme målinger», konkluderte Lutz Wisotzki, leder av teamet. «Vi ønsker å finne ut detaljene om hvordan disse store kosmiske reservoarene av atomær hydrogen er fordelt i verdensrommet.»

Fotnoter

[1] Lys beveger seg forbløffende raskt, men i en endelig hastighet. Det betyr at lyset som kommer til Jorden fra ekstremt fjerne galakser har brukt lang tid på å reise hit. Slik gir lyset oss et vindu inn i fortiden til en tid da universet var mye yngre enn det er i dag.

[2] Unit Telescope 4 (Yepun) av VLT er utstyrt med en rekke eksepsjonelle vitenskapelige instrumenter og teknologisk avanserte systemer, inkludert Adaptive Optics Facility (AOF). AOF ble nylig tildelt 2018 Paul F. Forman Team Engineering Excellence Award av American Optical Society.

[3] Lyman-alfa-strålingen som MUSE observerte stammer fra atomære elektronoverganger i hydrogenatomer som utstråler lys med en bølgelengde på rundt 122 nanometer. Denne strålingen blir fullstendig absorbert av Jordens atmosfære. Kun rødforskjøvet Lyman-alfa-stråling fra ekstremt fjerne galakser har lang nok bølgelengde til å passere gjennom Jordens atmosfære uhindret og detekteres ved hjelp av ESOs bakkebaserte teleskoper.

Mer informasjon

Denne studien ble presentert i den vitenskapelige artikkelen «Nearly 100% of the sky is covered by Lyman-α emission around high redshift galaxies» I tidsskriftet Nature i dag.

Teamet bestod av Lutz Wisotzki (Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam, Tyskland), Roland Bacon (CRAL - CNRS, Université Claude Bernard Lyon 1, ENS de Lyon, Université de Lyon, Frankrike), Jarle Brinchmann (Universiteit Leiden, Nederland; Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, Universidade do Porto, Portugal), Sebastiano Cantalupo (ETH Zürich, Sveits), Philipp Richter (Universität Potsdam, Tyskland), Joop Schaye (Universiteit Leiden, Nederland), Kasper B. Schmidt (Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam, Tyskland), Tanya Urrutia (Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam, Tyskland), Peter M. Weilbacher (Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam, Tyskland), Mohammad Akhlaghi (CRAL - CNRS, Université Claude Bernard Lyon 1, ENS de Lyon, Université de Lyon, Frankrike), Nicolas Bouché (Université de Toulouse, Frankrike), Thierry Contini (Université de Toulouse, Frankrike), Bruno Guiderdoni (CRAL - CNRS, Université Claude Bernard Lyon 1, ENS de Lyon, L’Université de Lyon, Frankrike), Edmund C. Herenz (Stockholms universitet, Sverige), Hanae Inami (L’Université de Lyon, Frankrike), Josephine Kerutt (Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam, Tyskland), Floriane Leclercq (CRAL - CNRS, Université Claude Bernard Lyon 1, ENS de Lyon,L’Université de Lyon, Frankrike), Raffaella A. Marino (ETH Zürich, Sveits), Michael Maseda (Universiteit Leiden, Nederland), Ana Monreal-Ibero (Instituto Astrofísica de Canarias, Spania; Universidad de La Laguna, Spania), Themiya Nanayakkara (Universiteit Leiden, Nederland), Johan Richard (CRAL - CNRS, Université Claude Bernard Lyon 1, ENS de Lyon,L’Université de Lyon, Frankrike), Rikke Saust (Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam, Tyskland), Matthias Steinmetz (Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam, Tyskland), og Martin Wendt (Universität Potsdam, Tyskland).

ESO, European Southern Observatory, er den fremste mellomstatlige astronomiorganisasjonen i Europa og verdens desidert mest produktive astronomiske observatorium. Organisasjonen er finansiert av 16 land: Belgia, Danmark, Finland, Frankrike, Irland, Italia, Nederland, Polen, Portugal, Spania, Storbritannia, Sveits, Sverige, Tsjekkia, Tyskland og Østerrike, samt vertsnasjonen Chile og med Australia som en strategisk partner. ESOs ambisiøse virksomhet fokuserer på design, bygging og drifting av effektive bakkebaserte observasjonsanlegg for å muliggjøre banebrytende vitenskapelige oppdagelser. ESO spiller også en ledende rolle i å fremme og organisere samarbeid innenfor astronomisk forskning. ESO driver tre unike, verdensledende observatorier i Chile: La Silla, Paranal og Chajnantor. Ved Paranal har ESO oppført Very Large Telescope og det verdensledende Very Large Telescope Interferometer, samt de to kartleggingsteleskopene VISTA som observerer i infrarødt og VLT Survey Telescope som observerer i synlig lys. ESO er også en viktig partner i to fasiliteter ved Chajnantor, APEX og ALMA, som er nåtidens største astronomiprosjekt. På Cerro Armazones, ikke langt fra Paranal, er ESO i ferd med å bygge Extremely Large Telescope (ELT). Med en speildiameter på 39 meter vil dette bli det største «øye» i verden som ser opp på himmelen.

Linker

Kontakter

Maria Hammerstrøm (oversetter & norsk pressekontakt)
Universitetet i Oslo
Oslo, Norge
E-post: eson-norway@eso.org

Lutz Wisotzki
Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam
Potsdam, Germany
Tlf.: +49 331 7499 532
E-post: lwisotzki@aip.de

Roland Bacon
MUSE Principal Investigator / Lyon Centre for Astrophysics Research (CRAL)
Lyon, France
Mob.: +33 6 08 09 14 27
E-post: rmb@obs.univ-lyon1.fr

Calum Turner
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tlf.: +49 89 3200 6670
Mob.: +49 151 1537 3591
E-post: pio@eso.org

ESO i sosiale medier

Dette er en oversettelse av ESOs pressemelding eso1832 i regi av ESON, et nettverk av personer i ESOs medlemsland (samt noen utenfor ESO, som Norge) som fungerer som lokale mediekontakter i forbindelse med pressemeldinger og andre nyheter fra ESO.

Om pressemeldingen

Pressemld. nr.:eso1832nb
Navn:Hubble Ultra Deep Field
Type:Early Universe : Cosmology : Morphology : Deep Field
Facility:Very Large Telescope
Instruments:MUSE
Science data:2018Natur.562..229W

Bilder

Et glødende univers
Et glødende univers
Digitized Sky Survey-bilde av området rundt Hubble Ultra Deep Field
Digitized Sky Survey-bilde av området rundt Hubble Ultra Deep Field
Hubble Ultra Deep Field i stjernebildet Smelteovnen
Hubble Ultra Deep Field i stjernebildet Smelteovnen

Videoer

ESOcast 178 Light: Et glødende univers (4K UHD)
ESOcast 178 Light: Et glødende univers (4K UHD)

Se også